【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种安全壳性能的试验方法，具体而言，涉及一种安全壳抗内部爆炸性能的试验方法。
技术介绍
1、核电厂预应力钢筋混凝土安全壳是一种特殊的压力容器，在发生内部事故时包容内部的放射性物质使之不发生大的释放、扩散。内部事故时一般会发生堆芯融化，会使得安全壳内的温度和压力不断上升。预应力安全壳的设计主要用于抵抗事故后产生的内部高压。因安全壳内部空间较大，一般认为其内部升温升压是一个相对较为缓慢的过程。
2、发生堆芯熔融时，事故产生的氢气在封闭厂房内大量积聚，在一定条件下即发生氢爆现象。目前针对事故后产生氢气，一般采用消氢系统进行消除。但如果预应力安全壳自身具备抵抗内部氢气爆炸的能力，不发生大的破裂，即可在最严重的事故情景下，确保不发生大规模的放射性物质释放等严重后果。由此，研究当前主流的预应力钢筋混凝土安全壳抵抗内部爆炸的特性比较有研究价值。
3、预应力钢筋混凝土安全壳在设计之初，主要考虑其抵抗内部缓慢升压的性能，因此探究其在爆炸这种加载率高、波动性大工况下的行为和性能，最直接、可信的方法是采用试验直接测定。然而在取得较为深入的研究成果之前，建立足尺或大比例尺的安全壳模型进行内部爆炸加载试验，成本耗费巨大，且无法多次重复，对于机理性探究的性价比较低，更适合于最终设计定型的验证。因此，当前需要专利技术一种在较为精确的前提下，较为便捷、成本低廉、便于多次重复进行的实验方法，以深入探究预应力安全壳抗内部爆炸的相关性能和损伤机理。
4、现有技术cn114659909a公开了一种预应力混凝土安全壳抗冲
5、现有技术cn112710543a公开了一种安全壳局部构件强度试验装置，包括刚性反力基座、径向作动器组、液压油加载机构及一对环向滑动支撑机构，刚性反力基座上开设有作动器组放置槽，径向作动器组设置在作动器组放置槽中，并与液压油加载机构相连通，一对环向滑动支撑机构分别设置在作动器组放置槽相对的两个侧壁上。
6、以上技术方案均与安全壳抗内部爆炸性能的试验无关，无法深入探究预应力安全壳抗内部爆炸的相关性能和损伤机理。
7、鉴于以上技术问题，特推出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种安全壳抗内部爆炸性能的试验方法，用于提供一种较为精确、较为便捷、成本低廉、便于多次重复进行的实验方法，以深入探究预应力安全壳抗内部爆炸的相关性能和损伤机理。
2、为了实现上述目的，本专利技术提出一种安全壳抗内部爆炸性能的试验方法，包括如下步骤：
3、代表性区域选取步骤，根据安全壳的结构特性，拆分出两个以上的代表性区域，两个以上的代表性区域的形状和/或结构不同；
4、代表性构件制作步骤，根据两个以上的代表性区域，按照缩小比例对应制作出两个以上的代表性构件；
5、试验装置布置步骤，将两个以上的代表性构件分别进行加载试验，试验装置包括代表性构件、试验台和约束部，将代表性构件放置于试验台上，并通过约束部对代表性构件施加约束；
6、加载试验步骤，在代表性构件内放置流体容纳部，通过击打流体容纳部的方法模拟安全壳内部爆炸加载。
7、进一步的，在代表性区域选取步骤中，选取安全壳的顶部区域和两个以上的中间段区域作为代表性区域。
8、进一步的，安全壳包括穹顶和筒体，筒体可沿轴向方向分隔为两个以上的筒体段，顶部区域包括安全壳的穹顶以及与穹顶连接的顶部筒体段。
9、进一步的，筒体包括筒体外壳、筒体扶壁柱和闸门，两个以上的中间段区域包括第一筒体段和第二筒体段，第一筒体段包括筒体外壳和筒体扶壁柱，第二筒体段包括筒体外壳、筒体扶壁柱和闸门。
10、进一步的，代表性构件包括顶部构件，在代表性构件制作步骤中，根据顶部区域制作顶部构件，在顶部构件上固定连接一个支撑环，支撑环从顶部筒体段的端部周向延伸，延伸方向沿顶部筒体段的径向方向。
11、进一步的，在试验装置布置步骤中，约束部包括支撑台，支撑台于试验台上，支撑台包括中空部以容纳顶部构件，支撑台的顶部支撑支撑环。
12、进一步的，顶部构件的外壁与支撑台不接触，支撑环与支撑台的顶部互相接触的部位设置有滑动垫块和/或润滑层。
13、进一步的，在代表性构件制作步骤中，在顶部构件内设置多条预应力筋，多条预应力筋包括沿穹顶环向的第一预应力筋和沿穹顶径向的第二预应力筋。
14、进一步的，穹顶包括穹顶扶壁柱，第一预应力筋锚固于穹顶扶壁柱上，第二预应力筋锚固于支撑环上。
15、进一步的，在代表性构件制作步骤中，根据第一筒体段制作第一筒体段构件，根据第二筒体段制作第二筒体段构件。
16、进一步的，在试验装置布置步骤中，约束部包括多个滑动支撑，多个滑动支撑位于试验台上，多个滑动支撑位于第一筒体段构件或者第二筒体段构件的底部以进行支撑。
17、进一步的，滑动支撑顶部为半球面，半球面与第一筒体段构件或者第二筒体段构件的底部点接触。
18、进一步的，在代表性构件制作步骤中，第一筒体段构件和/或第二筒体段构件内设置多条预应力筋，多条预应力筋包括沿筒体段环向的第三预应力筋和沿筒体高度方向的第四预应力筋。
19、进一步的，第三预应力筋锚固于筒体扶壁柱上，第四预应力筋的两端分别锚固于构件的底部和顶部。
20、进一步的，流体容纳部包括流体囊，流体囊内部充满液体或惰性气体，在加载试验步骤中，在流体囊的上方设置落锤，通过落锤击打流体囊。
21、应用本专利技术的技术方案，至少实现了如下有益效果：
22、1、本试验方法通过在代表性区域选取步骤中选取安全壳的顶部区域、第一筒体段和第二筒体段作为安全壳的代表性区域，这些区域能够较为全面地反映安全壳的结构特性，避免了对安全壳整体进行大比例的缩比，通过分别探讨其代表性部位的抗内爆性能，可以得到整体的抗内爆能力。
23、2、本试验方法通过在代表性构件制作步骤中制作代表性区域对应的代表性构件，针对各个代表性区域的结构特性进行抽象简化，并在各代表性构件中设计预应力体系，能够便捷且成本较低地制造出较准确反映安全壳该区域结构特性的试验构件。
24、3、本试验方法通过试验装置布置步骤中分别针对各个代表性构件设计其支撑台、滑动支撑等约束部，在对代表性构件提供支撑的同时，尽量减小代表性构件向四周扩张的约束力影响。
25、4、本试验方法通过加载试验步骤中设计流体囊和落锤，流体囊由于扩张的趋势，会与其周围的面均紧密贴合，利用其上方落锤突然击打，其中流体会受到瞬间压力，并将其传导到周围壁面，一方面加载率较高，另一方面可获得沿弧形壁面的面荷载，此种方法避免了采用炸药或可燃气体产生爆炸荷载的危险性，且落锤和流体囊可重复使用，还可通过调整落锤质量和落锤高度产生不同等级的荷载，便于重本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种安全壳抗内部爆炸性能的试验方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的试验方法，其特征在于：在所述代表性区域选取步骤(S1)中，选取所述安全壳的顶部区域(1)和两个以上的中间段区域作为所述代表性区域。
3.根据权利要求2所述的试验方法，其特征在于：所述安全壳包括穹顶和筒体，所述筒体可沿轴向方向分隔为两个以上的筒体段，所述顶部区域(1)包括所述安全壳的所述穹顶以及与所述穹顶连接的顶部筒体段。
4.根据权利要求3所述的试验方法，其特征在于：所述筒体包括筒体外壳(4)、筒体扶壁柱(5)和闸门(6)，所述两个以上的中间段区域包括第一筒体段(2)和第二筒体段(3)，所述第一筒体段(2)包括所述筒体外壳(4)和所述筒体扶壁柱(5)，所述第二筒体段(3)包括所述筒体外壳(4)、所述筒体扶壁柱(5)和所述闸门(6)。
5.根据权利要求3所述的试验方法，其特征在于：所述代表性构件包括顶部构件(7)，在所述代表性构件制作步骤(S2)中，根据所述顶部区域(1)制作所述顶部构件(7)，在所述顶部构件(7)上固定连接一个支撑环(9)，所
6.根据权利要求5所述的试验方法，其特征在于：在所述试验装置布置步骤(S3)中，所述约束部包括支撑台(10)，所述支撑台(10)于所述试验台(11)上，所述支撑台(10)包括中空部以容纳所述顶部构件(7)，所述支撑台(10)的顶部支撑所述支撑环(9)。
7.根据权利要求6所述的试验方法，其特征在于：所述顶部构件(7)的外壁与所述支撑台(10)不接触，所述支撑环(9)与所述支撑台(10)的顶部互相接触的部位设置有滑动垫块和/或润滑层(12)。
8.根据权利要求5所述的试验方法，其特征在于：在所述代表性构件制作步骤(S2)中，在所述顶部构件(7)内设置多条预应力筋(16)，所述多条预应力筋(16)包括沿所述穹顶环向的第一预应力筋和沿所述穹顶径向的第二预应力筋。
9.根据权利要求8所述的试验方法，其特征在于：所述穹顶包括穹顶扶壁柱，所述第一预应力筋锚固于所述穹顶扶壁柱上，所述第二预应力筋锚固于所述支撑环(9)上。
10.根据权利要求4所述的试验方法，其特征在于：在所述代表性构件制作步骤(S2)中，根据所述第一筒体段(2)制作第一筒体段构件(8)，根据所述第二筒体段(3)制作第二筒体段构件。
11.根据权利要求10所述的试验方法，其特征在于：在所述试验装置布置步骤(S3)中，所述约束部包括多个滑动支撑(13)，多个所述滑动支撑(13)位于所述试验台(11)上，多个所述滑动支撑(13)位于所述第一筒体段构件(8)或者所述第二筒体段构件的底部以进行支撑。
12.根据权利要求11所述的试验方法，其特征在于：所述滑动支撑(13)顶部为半球面，所述半球面与所述第一筒体段构件(8)或者所述第二筒体段构件的底部点接触。
13.根据权利要求10所述的试验方法，其特征在于：在所述代表性构件制作步骤(S2)中，所述第一筒体段构件(8)和/或所述第二筒体段构件内设置多条预应力筋(16)，所述多条预应力筋(16)包括沿所述筒体段环向的第三预应力筋和沿所述筒体高度方向的第四预应力筋。
14.根据权利要求13所述的试验方法，其特征在于：所述第三预应力筋锚固于所述筒体扶壁柱(5)上，所述第四预应力筋的两端分别锚固于构件的底部和顶部。
15.根据权利要求1所述的试验方法，其特征在于：所述流体容纳部包括流体囊(14)，所述流体囊(14)内部充满液体或惰性气体，在所述加载试验步骤(S4)中，在所述流体囊(14)的上方设置落锤(15)，通过所述落锤(15)击打所述流体囊(14)。
...【技术特征摘要】
1.一种安全壳抗内部爆炸性能的试验方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的试验方法，其特征在于：在所述代表性区域选取步骤(s1)中，选取所述安全壳的顶部区域(1)和两个以上的中间段区域作为所述代表性区域。
3.根据权利要求2所述的试验方法，其特征在于：所述安全壳包括穹顶和筒体，所述筒体可沿轴向方向分隔为两个以上的筒体段，所述顶部区域(1)包括所述安全壳的所述穹顶以及与所述穹顶连接的顶部筒体段。
4.根据权利要求3所述的试验方法，其特征在于：所述筒体包括筒体外壳(4)、筒体扶壁柱(5)和闸门(6)，所述两个以上的中间段区域包括第一筒体段(2)和第二筒体段(3)，所述第一筒体段(2)包括所述筒体外壳(4)和所述筒体扶壁柱(5)，所述第二筒体段(3)包括所述筒体外壳(4)、所述筒体扶壁柱(5)和所述闸门(6)。
5.根据权利要求3所述的试验方法，其特征在于：所述代表性构件包括顶部构件(7)，在所述代表性构件制作步骤(s2)中，根据所述顶部区域(1)制作所述顶部构件(7)，在所述顶部构件(7)上固定连接一个支撑环(9)，所述支撑环(9)从所述顶部筒体段的端部周向延伸，延伸方向沿所述顶部筒体段的径向方向。
6.根据权利要求5所述的试验方法，其特征在于：在所述试验装置布置步骤(s3)中，所述约束部包括支撑台(10)，所述支撑台(10)于所述试验台(11)上，所述支撑台(10)包括中空部以容纳所述顶部构件(7)，所述支撑台(10)的顶部支撑所述支撑环(9)。
7.根据权利要求6所述的试验方法，其特征在于：所述顶部构件(7)的外壁与所述支撑台(10)不接触，所述支撑环(9)与所述支撑台(10)的顶部互相接触的部位设置有滑动垫块和/或润滑层(12)。
8.根据权利要求5所述的试验方法，其特征在于：在所述代表性构件制作步骤(s...
【专利技术属性】
技术研发人员：李荣鹏，蒋迪，李玉民，隋春光，孙晓颖，杨建华，宋孟燕，王东洋，
申请(专利权)人：中国核电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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